Венерада алып озон қабатының бар екені қалай анықталды

Көп жылдар бойы Шолпан (Венера) ғаламшары ғалымдар үшін тылсым нысан болып келді. Оның қалың атмосферасы планетаның бетін толық жасырып, зерттеуді қиындатты. Жер планетасында өмірді ультракүлгін сәуледен қорғайтын озон қабаты бар екені белгілі, ал Шолпанда мұндай қабаттың болуы ұзақ уақыт бойы мүмкін емес деп саналды. Алайда заманауи ғарыштық технологиялар мен зерттеу миссиялары бұл көзқарасты өзгертті. Ғалымдар Шолпан атмосферасынан күтпеген жаңалық – алып озон қабатының бар екенін анықтады. Бұл жаңалық планетаның химиялық құрылымы туралы түсінікті кеңейтіп қана қоймай, Күн жүйесіндегі басқа ғаламшарлардың атмосферасын зерттеуге жаңа серпін берді.

Алғашқы болжамдар мен теориялық негіздер

ХХ ғасырдың ортасына дейін Шолпан атмосферасы негізінен көмірқышқыл газы мен күкірт қышқылынан тұрады деп есептелді. Ал оттек немесе озон бар деген болжам негізсіз көрінген. Мұндай пікір телескоптық бақылаулар мен спектрлік талдауларға сүйеніп жасалды, себебі планетаның ауа қабаты өте тығыз әрі ыстық болатын. Дегенмен кейбір зерттеушілер күн сәулесінің әсерінен химиялық реакциялар жүріп, оттектің белсенді формалары түзілуі мүмкін деген ой айтты.

Ғалымдар мынандай болжам жасады:

• ультракүлгін сәуле әсерінен көмірқышқыл газы мен судың молекулалары ыдырап, оттек атомдарын бөлуі мүмкін;
• бұл атомдар өзара қосылып, аз мөлшерде болса да озон түзе алады;
• мұндай процесс температура мен қысым тұрақты болатын жоғарғы қабаттарда жүруі ықтимал;
• озон планетаның жылу айналымына және газдардың таралуына әсер етуі мүмкін.

Бұл жорамалдар ұзақ уақыт бойы теория жүзінде қалып, нақты дәлелдер тек ғарыш аппараттарының көмегімен табылды.

«Венера» және «Пионер-Венера» миссияларының рөлі

Шолпан атмосферасының нақты құрамын анықтауға мүмкіндік берген алғашқы нәтижелер кеңестік және америкалық ғарыштық миссиялардың арқасында алынды. 1970–1980 жылдары ұшырылған «Венера» және «Пионер-Венера» зерттеу станциялары атмосфера туралы құнды деректер жинады.

1. Бұл аппараттардың спектрометрлері ультракүлгін сәулелердің әлсіз сіңірілуін байқады, бұл озонның бар екенінен хабар беруі мүмкін еді. Бірақ сол кездегі аспаптардың дәлдігі жеткіліксіз болды.
2. Ғалымдар Шолпан атмосферасында жердегі озонға ұқсас химиялық белсенді процестер жүріп жатқанын аңғарды.
3. Осы бақылаулар кейінгі жылдары дәлірек зерттеу жүргізуге арналған жаңа құралдарды жасауға негіз болды.

Дәл осы алғашқы миссиялар Шолпандағы озон қабаты туралы болжамды нақты зерттеу бағытына айналдырды.

Ақырғы дәлел

Нағыз ғылыми серпіліс 2005 жылы Еуропалық ғарыш агенттігі ұшырған «Венера-Экспресс» миссиясы кезінде орын алды. Оның құрамындағы SPICAV атты спектрометр ультракүлгін диапазонда жұмыс істеуге арналған болатын.

• аспап озонға тән сәулені жұтатын спектрлік сызықтарды анықтады;
• өлшеу нәтижесінде озон қабаты шамамен 90–120 километр биіктікте орналасқаны белгілі болды;
• оның мөлшері жер атмосферасындағыдан мың есе аз болса да, таралу аймағы әлдеқайда кең екені байқалды;
• озонның түзілуі күн сәулесінің әсерінен жүретін фотохимиялық реакциялармен байланысты екені дәлелденді.

Бұл деректер Шолпанның қатаң жағдайында да күрделі химиялық процестер жүріп, атмосферада тұрақты құрылымдар қалыптаса алатынын айғақтады.

Ғылым үшін маңызы

Шолпан атмосферасынан озон қабатының табылуы планетологтар мен астробиологтар арасында үлкен қызығушылық тудырды. Бұл жаңалық өзге аспан денелеріндегі атмосфераның эволюциясын түсінуге жол ашты.

1. Зерттеу нәтижесі озонның тірі организмдердің қатысуынсыз, тек физика-химиялық процестер арқылы түзіле алатынын көрсетті.
2. Ол атмосфераның дамуы мен күн сәулесінің әсерінен жүретін өзгерістерді түсіндіретін жаңа үлгілер жасауға көмектесті.
3. Шолпан мен Жер озон қабаттарын салыстыру арқылы ғалымдар климаттың өзгеру себептерін және атмосфераның тұрақтылығына әсер ететін факторларды жақсырақ түсіне бастады.

Бұл жаңалық Күн жүйесіндегі планеталарды зерттеудің маңыздылығын тағы бір мәрте дәлелдеді.

Шолпан ғаламшарындағы алып озон қабатының ашылуы адамзаттың ғарышты танудағы табандылығы мен технологиялық дамуының айқын көрінісі болды. Бұл жаңалық тіпті ең экстремалды ортада да күрделі химиялық тепе-теңдік орнай алатынын көрсетті. Шолпанды зерттеу арқылы ғалымдар біздің планетамыздың ерекшелігін тереңірек түсініп, ғаламның алуан түрлі құбылыстарын тануға бір қадам жақындай түсті.